Toksogeneza obejmuje wytwarzanie toksyn przez bakterie chorobotwórcze. Jest to jedna z głównych metod rodzenia chorób i zaburzeń medycznych przez bakterie. Do 2 kategorii toksyn, które prowadzą do różnych infekcji i chorób należą; endotoksyny i egzotoksyny i różnią się one w zależności od ich natury chemicznej. Endotoksyny są toksynami bakteryjnymi składającymi się z lipidów (lipopolisacharydów), a egzotoksyny składają się z białek.
Endotoksyny są toksynami lipopolisacharydowymi uwalnianymi przez bakterie Gram -. Endotoksyny są związane z komórkami i są wytwarzane tylko wtedy, gdy komórka ulegnie lizie. Endotoksyny są obecne w zewnętrznej osłonie ściany komórkowej w gram - bakteriach. Endotoksyny są również nazywane lipopolisacharydami i są obecne w E. coli, Shigella, Salmonella, Pseudomonas, Haemophilus influenza, Neisseria i Vibrio cholerae. Endotoksyny są zwykle wydzielane przez rozwijające się bakterie w wyniku działania określonych antybiotyków lub w wyniku trawienia fagocytowego.
Endotoksyny wykazują mniejszą siłę działania i nie są bardzo aktywne na swoim substracie. Wykazują stabilność cieplną. Zewnętrzna ściana bakterii jest nieprzenikalna dla większych cząsteczek i cząsteczek, które nie mogą rozpuszczać się w wodzie i chronić przed środowiskiem zewnętrznym.
Te toksyny są częścią tego działania ochronnego. W czasie kolonizacji ma funkcję przyczepiania się do gospodarza. Również endotoksyny wykazują słabą antygenowość.
Egzotoksyny to toksyny uwalniane pozakomórkowo wraz z rozwojem organizmu. Egzotoksyny to zaraźliwe toksyny, które rozprzestrzeniają się od ogniska infekcji na inne części ciała i powodują uszkodzenie. Są to rozpuszczalne białka, które działają jak enzymy. Egzotoksyna ma zdolność powodowania uszkodzenia gospodarza przez niszczenie komórek lub zakłócanie normalnego metabolizmu komórkowego. Egzotoksyny są bardzo silne i mogą powodować ekstremalne szkody dla gospodarza. Egzotoksyny są wydalane przez ich szybki wzrost lub podczas lizy komórek. Zarówno bakterie Gram +, jak i Gram - wytwarzają egzotoksyny.
Egzotoksyny wykazują większą toksyczność w porównaniu z endotoksynami i odróżniają niektóre szczepy bakterii. Egzotoksyny powodują choroby specyficzne tylko dla tego zanieczyszczenia. Na przykład Clostridium tetani tworzy toksynę tężcową. Istnieją 3 główne kategorie egzotoksyn: enterotoksyny, neurotoksyny i cytotoksyny. Te typy wskazują na lokalizację działalności. Aktywność enterotoksyczną można zaobserwować w przewodzie pokarmowym. Neurotoksyny wykazują swoje funkcje na neuronach, a cytotoksyny niszczą funkcjonowanie komórki gospodarza. Niektóre z zaburzeń zdrowotnych spowodowanych przez egzotoksyny to cholera, tężec i błonica. Antygenowość egzotoksyn jest dość wysoka. Egzotoksyny wyzwalają układ odpornościowy i wydzielają antytoksyny w celu zniszczenia toksyny.
Ryc. 1. Struktura endotoksyn i egzotoksyn (Aryal, 2015)
Endotoksyny
Endotoksyny są również znane jako lipopolisacharydy gram - bakterii. Endotoksyny składają się z 2 składników o różnych właściwościach fizycznych i chemicznych: heteropolisacharydu i kowalencyjnie przyłączonego lipidu o nazwie lipid A.
Egzotoksyny
Egzotoksyny są toksynami wydzielanymi przez bakterie, a skład chemiczny białek.
Endotoksyny
Katalaza, fibryzyna, proteazy IgA / IgG
Egzotoksyny
Hialuronidaza, kolagenaza, niektóre proteazy, nukleaza, neuraminidaza, niektóre proteazy, fosfolipaza A
Endotoksyny
Endotoksyny są wydzielane przez błonę komórkową gram - bakterii dopiero po lizie komórek. Endotoksyny są integralną częścią ściany komórkowej.
Egzotoksyny
Egzotoksyny są wydzielane przez niektóre bakterie Gram + i Gram -
Endotoksyny
Jest obecny w błonie komórkowej i uwalnia dopiero po lizie ściany gruczołowej.
Egzotoksyny
Jest wydzielany poza komórką zarówno przez bakterie Gram +, jak i Gram -.
Endotoksyna
Obejmuje TNF i interlukinę-1
Egzotoksyna
Różne tryby
Endotoksyna
Endotoksyny są tolerancyjne na ciepło i stosunkowo stabilne w 250oC przez jedną godzinę
Egzotoksyna
Egzotoksyny mogą ulec zniszczeniu w temperaturze 600-800 ° C (podatne na ciepło). Są niestabilne, z wyjątkiem enterotoksyny gronkowcowej.
Endotoksyna
Wykryty testem lizatu Limulus.
Egzotoksyna
Opady, metody oparte na teście ELISA, neutralizacja
Endotoksyna
Endotoksyny wykazują słabą immunogenność. Endotoksyny nie wytwarzają antytoksyn.
Egzotoksyna
Egzotoksyny są niezwykle immunogenne. Wyzwalają reakcję humoralną (przeciwciała atakują toksyny). Poprzez stymulację układu odpornościowego egzotoksyny wydzielają antytoksyny w celu zneutralizowania toksyny
Endotoksyna
Nie można wytwarzać toksyn i nie ma dostępnych szczepionek.
Egzotoksyna
Toksoidy można wytwarzać przez traktowanie formaldehydem, ale leczone toksyny wykazują immunogenność. Toksyny można stosować jako szczepionki.
Endotoksyna
Umieszczony w LPS zewnętrznej osłony ściany komórkowej i wydzielany z uszkodzeniem komórki lub w czasie namnażania się komórki.
Egzotoksyna
Produkt metaboliczny rozwijającej się komórki.
Endotoksyny
Infekcje dróg moczowych, dur brzuszny, meningokokowe zapalenie opon mózgowych, choroba wieńcowa, martwicze zapalenie jelit u noworodków, choroba Leśniowskiego-Crohna i wrzodziejące zapalenie jelita grubego, mukowiscydoza, meningokokemia, posocznica grudkowo-ujemna, wstrząs krwotoczny
Egzotoksyny
Zgorzel gazowa, szkarlatyna, błonica, zatrucie jadem kiełbasianym, tężec, biegunka związana z antybiotykami, zespół oparzonej skóry.
Punkty różnic między endotoksynami i egzotoksynami zostały podsumowane poniżej: